(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ復調装置全体におけるキャリア周波数誤差補正処理の安定性を向上させる。【解決手段】キャリア周波数誤差の補正を、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５と、広帯域キャリア周波数誤差補正部７とが、分離して行う。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１と、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１２とが独立する。したがって、ＯＦＤＭ復調装置２０全体でのキャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する。【選択図】図１
2007124416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第１ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第１ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第２ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第２ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第３ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第２ベースバンド信号と上記第３ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第２ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第１ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第２ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第４ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第４ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第５ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第５ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【請求項２】
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第１ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第１ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第２ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第１ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第３ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第１ベースバンド信号と上記第３ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第２ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第１ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第２ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第４ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第４ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第５ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第５ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【請求項３】
上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、
２πにガードインターバル比を乗じた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
上記位相回転回路は、
各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項４】
上記位相回転回路は、
さらに、上記位相回転量がπ／４より小さい位相回転処理を行うことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項５】
上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、
上記複素相関の位相の絶対値がπである時に、上記狭帯域キャリア周波数誤差として、特定の狭帯域キャリア周波数誤差を得ることを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項６】
上述した各手段を起動または停止させる起動手段をさらに備え、
上記起動手段は、
まず、上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させ、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を一度検出したあと、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させ、
上記起動手段が上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させたあとにおいて、上記狭帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、かつ、上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を補正することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項７】
上記起動手段は、
まず、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段および狭帯域キャリア周波数誤差補正手段を起動させ、つぎに、検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、
上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のＯＦＤＭ復調装置を動作させるＯＦＤＭ復調プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるためのＯＦＤＭ復調プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のＯＦＤＭ復調プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル伝送方式にて、映像信号や音声信号を効率よく伝送できる直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、以下、略してＯＦＤＭ）の復調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（ＯＦＤＭ放送）
地上デジタル放送では、建物によるゴースト妨害（フェージング、マルチパス）の克服に好適な変調方式として、マルチキャリアのＯＦＤＭ変復調方式が知られている。ＯＦＤＭ変復調方式は、１チャンネル帯域内に多数（２５６〜１０２４程度）のサブ・キャリアを設けて、映像信号や音声信号を効率よく伝送することが可能なデジタル変調・復調方式である。
【０００３】
シンボルｍ、かつキャリア番号ｋのサブキャリア情報は、次式(１）によって、複素数形式のＩＱ信号として記載できる。
【０００４】
【数１】
2007124416.tif 000003
【０００５】
このとき、全キャリアを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：  Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によってＯＦＤＭ変調されたベースバンド（ＢＢ：ＢａｓｅＢａｎｄ）信号Ｚ（ｍ、ｎ）は、次式（２）として記載できる。
【０００６】
【数２】
2007124416.tif 000004
【０００７】
ここで、Ｎは、ＩＦＦＴ処理によって多重化する全キャリアの数を表す。
【０００８】
各キャリアの周波数を、次式（３）によって表し、
【０００９】
【数３】
2007124416.tif 000005
【００１０】
かつ、所定の平面波を、次式（４）によって表し、
【００１１】
【数４】
2007124416.tif 000006
【００１２】
かつ、各キャリア情報を、次式（５）によって表すと、
【００１３】
【数５】
2007124416.tif 000007
【００１４】
式（２）におけるＺ（ｍ、ｎ）は、各キャリアの周波数が式（３）である、式（４）によって表される平面波に、各キャリア情報を重畳して多重化したことに相当する。なお、式（３）において、Ｆｓは、ＩＦＦＴサンプリング周波数である。
【００１５】
ＩＦＦＴ変換の処理窓の期間が、有効シンボル期間ｔｓとなる。有効シンボル期間は、ＦｓクロックＮ周期に相当する。有効シンボル期間ｔｓを基本単位としてデジタル変調された全キャリアを加え合わせたものを、ＯＦＤＭ伝送シンボルという。
【００１６】
実際の伝送シンボルは、通常、図９に示すように、有効シンボル期間２０１に、ガードインターバル（ＧＩ）２０２ａと呼ばれる期間ｔｇを付加して構成されている。ＧＩ期間ｔｇ（２０２ａ）の波形は、有効シンボル期間ｔｓの後部２０２ｂの信号波形を繰り返したものになっている。伝送シンボルのシンボル期間２０３は、有効シンボル期間２０１とＧＩ期間２０２ａとの和となる。たとえば、非特許文献１の放送規格によると、有効シンボル期間長は、ＭＯＤＥと呼ばれるパラメータによって次表１の様に定義されている。
【００１７】
【表１】
2007124416.tif 000008
【００１８】
さらに、ＧＩ期間（単位：μｓ）は、各有効シンボル期間長に対する比であるＧＩ期間長（ＧＩ比）と呼ばれるパラメータによって、次表２の様に定義されている。
【００１９】
【表２】
2007124416.tif 000009
【００２０】
ガードインターバル比をｇとすると、ＧＩ期間ｔｇは、ＦｓクロックでＮＧＩ周期に相当する。
【００２１】
また、伝送シンボルを幾つか集めたものを伝送フレームという。これは、情報伝送用シンボルが１００個程度集まったものに、フレーム同期用シンボルやサービス識別用シンボルを付加したものである。たとえば非特許文献１では、１フレームが２０４シンボルと定義されている。
【００２２】
また、非特許文献１によると、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または６４ＱＡＭ変調された１伝送シンボルには、１セグメント当たり、次表（３）に示すキャリアが配置されている。
【００２３】
【表３】
2007124416.tif 000010
【００２４】
この表において、ＳＰは、ＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ  Ｐｉｌｏｔ）信号を意味する。このＳＰ信号は、周期的に挿入されるパイロット信号であり、たとえば、キャリア方向において、１２キャリアに１回、シンボル方向において、４シンボルに１回、挿入される。ＴＭＣＣは、ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を意味する。このＴＭＣＣ信号は、フレーム同期信号や伝送パラメータを伝送するための信号である。ＡＣ１は、ＡＣ１（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ）信号を意味する。このＡＣ１信号は、付加情報を伝送するための信号である。ＴＭＣＣとＡＣ１は、ＳＰと異なり、各キャリアにおいて、非周期的に配置されている。
【００２５】
（従来のＯＦＤＭ復調装置の基本構成）
従来のＯＦＤＭ復調装置の一構成例は、たとえば、非特許文献２に示されている。そこで、非特許文献２に開示されているＯＦＤＭ復調装置について、以下に説明する。
【００２６】
図１０は、従来のＯＦＤＭ復調装置１００の構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭ復調装置１００は、図１０に示すように、アンテナ１０１、チューナ１０２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０４、ＤＣキャンセル回路１０５、デジタル直交復調回路１０６、ＦＦＴ演算回路１０７、フレーム抽出回路１０８、同期回路１０９、キャリア復調回路１１０、周波数デインタリーブ回路１１１、時間デインタリーブ回路１１２、デマッピング回路１１３、ビットデインタリーブ回路１１４、デパンクチャ回路１１５、ビタビ回路１１６、バイトデインタリーブ回路１１７、拡散信号除去回路１１８、トランスポートストリーム生成回路１１９、ＲＳ復号回路１２０、伝送制御情報復号回路１２１、およびャンネル選択回路１２２を備えている。
【００２７】
放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、ＯＦＤＭ復調装置１００のアンテナ１０１により受信され、ＲＦ信号としてチューナ１０２に供給される。チューナ１０２は、乗算器１０２ａおよび局部発振器１０２ｂからなり、アンテナ１０１を通じて受信されたＲＦ信号を、ＩＦ信号に周波数変換する。チューナ１０２は、周波数変換したＩＦ信号をＢＰＦ１０３に供給する。
【００２８】
局部発振器１０２ｂから発振される受信キャリア信号の発振周波数は、チャンネル選択回路１２２から供給されるチャンネル選択信号に応じて切り換えられる。チューナ１０２から出力されたＩＦ信号は、ＢＰＦ１０３によりフィルタリングされたあと、Ａ／Ｄ変換回路１０４によりデジタル化される。デジタル化されたＩＦ信号は、ＤＣキャンセル回路１０５によりＤＣ成分が除去され、デジタル直交復調回路１０６に供給される。
【００２９】
デジタル直交復調回路１０６は、所定の周波数（キャリア周波数）のキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する。ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号となる。デジタル直交復調回路１０６から出力されるベースバンドのＯＦＤＭ信号は、ＦＦＴ演算回路１０７および同期回路１０９に供給される。
【００３０】
ＦＦＴ演算回路１０７は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ演算を行い、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出して出力する。ＦＦＴ演算回路１０７は、１つのＯＦＤＭシンボルから有効シンボル長分の信号を抜き出し、抜き出した信号に対してＦＦＴ演算を行う。すなわち、ＦＦＴ演算回路１０７は、１つのＯＦＤＭシンボルからガードインターバル長分の信号を除き、残った信号に対してＦＦＴ演算を行う。ＦＦＴ演算を行うために抜き出される信号の範囲は、その抜き出した信号点が連続していれば、１つのＯＦＤＭ伝送シンボルの任意の位置でよい。つまり、その抜き出す信号の範囲の開始位置は、ＧＩ期間中のいずれかの位置となる。ＦＦＴ演算回路１０７により抽出された各サブキャリアに変調されていた信号は、実軸成分（Ｉチャネル信号）と虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号である。ＦＦＴ演算回路１０７により抽出された信号は、フレーム抽出回路１０８、同期回路１０９およびキャリア復調回路１１０に供給される。
【００３１】
フレーム抽出回路１０８は、ＦＦＴ演算回路１０７により復調された信号に基づき、ＯＦＤＭ伝送フレームの境界を抽出するとともに、ＯＦＤＭ伝送フレーム内に含まれているＣＰおよびＳＰなどのパイロット信号、ＴＭＣＣおよびＴＰＣなどの伝送制御情報を復調し、同期回路１０９および伝送制御情報復号回路１２１に供給する。
【００３２】
同期回路１０９は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号、ＦＦＴ演算回路１０７により復調された後の各サブキャリアに変調されていた信号、フレーム抽出回路１０８により検出されたＣＰおよびＳＰなどのパイロット信号、および、チャンネル選択回路１２２から供給されるチャンネル選択信号を用いて、ＯＦＤＭシンボルの境界を算出し、ＦＦＴ回路１０７に対してＦＦＴ演算の演算開始タイミングを設定する。
【００３３】
キャリア復調回路１１０には、ＦＦＴ演算回路１０７から出力された各サブキャリアから復調された後の信号が供給される。キャリア復調回路１１０は、その信号に対してキャリア復調を行う。ＩＳＤＢ−Ｔ規格のＯＦＤＭ信号を復調する場合であれば、キャリア復調回路１１０は、たとえば、ＤＱＰＳＫの差動復調、または、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭなどの同期復調を行う。
【００３４】
キャリア復調された信号は、周波数デインタリーブ回路１１１によって周波数方向のデインタリーブ処理される。続いて、時間デインタリーブ回路１１２によって、時間方向のデインタリーブ処理がされた後、デマッピング回路１１３に供給される。
【００３５】
デマッピング回路１１３は、キャリア復調された信号（複素信号）に対して、データの再割付処理（デマッピング処理）を行う。これにより、伝送データ系列を復元する。たとえば、ＩＳＤＢ−Ｔ規格のＯＦＤＭ信号を復調する場合であれば、デマッピング回路１１３は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または６４ＱＡＭに対応した、デマッピング処理を行う。
【００３６】
デマッピング回路１１３から出力され伝送データ系列は、ビットデインタリーブ回路１１４、デパンクチャ回路１１５、ビタビ回路１１６、バイトデインタリーブ回路１１７、拡散信号除去回路１１８を通過する。これにより、多値シンボルの誤り分散のためのビットインタリーブに対応したデインタリーブ処理、伝送ビットの削減のためのパンクチャリング処理に対応したデパンクチャリング処理、畳み込み符号化されたビット列の復号のためのビタビ復号処理、バイト単位でのデインタリーブ処理、およびエネルギ拡散処理に対応したエネルギ逆拡散処理が、それぞれ行われる。その後、伝送データ系列は、トランスポートストリーム生成回路１１９に入力される。
【００３７】
トランスポートストリーム生成回路１１９は、たとえば、ヌルパケット等の各放送方式で規定されるデータを、ストリームにおける所定の位置に挿入する。また、トランスポートストリーム生成回路１１９は、断続的に供給されてくるストリームのビット間隔を平滑化して、時間的に連続したストリームとする、いわゆるスムージング処理を行う。スムージング処理がされた伝送データ系列は、ＲＳ復号回路１２０に供給される。
【００３８】
ＲＳ復号回路１２０は、入力された伝送データ系列に対してリードソロモン復号処理を行う。これにより、ＭＰＥＧ−２システムズで規定されたトランスポートストリームとして出力する。
【００３９】
伝送制御情報復号回路１２１は、ＯＦＤＭ伝送フレームにおける所定の位置に変調されている、ＴＭＣＣおよびＴＰＣなどの伝送制御情報を復号する。復号された伝送制御情報は、キャリア復調回路１１０、時間デインタリーブ回路１１２、デマッピング回路１１３、ビットデインタリーブ回路１１４、および、トランスポートストリーム生成回路１１９に供給され、各回路の復調や再生等の制御に用いられる。
【００４０】
（キャリア周波数誤差の分類）
デジタルのキャリア周波数誤差を有しない、シンボルｍ、サンプリング点ｎにおける真のＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）は、次式（６）によって表される。
【００４１】
【数６】
2007124416.tif 000011
【００４２】
ここで、Ｉ０は（ｍ、ｎ）は、ＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）が有する同相成分（Ｉ成分：Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）である。また、Ｑ０（ｍ、ｎ）は、ＢＢ信号０（ｍ、ｎ）が有する直交成分（Ｑ成分：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）である。
【００４３】
ＯＦＤＭ復調装置の内部におけるＢＢ信号のＤＣ成分には、キャリア周波数誤差δｆが発生する。この原因として、一般に、チューナーにおけるＩＦ信号出力仕様、またはチューナーにおける動作クロック周波数誤差、あるいは受信機が移動するときにはドップラー効果、などがある。誤差が発生するときにおけるＢＢ信号Ｚ’（ｍ、ｎ）は、真のＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）を用いて、次式（７）によって表される。
【００４４】
【数７】
2007124416.tif 000012
【００４５】
ここで、δｆは、キャリア周波数間隔Ｆｓ／Ｎ単位である。以後、式変形を簡単にする為に、キャリア周波数の誤差を、全て、キャリア間隔Ｆｓ／Ｎ単位として扱う。
【００４６】
また、キャリア周波数誤差δｆにおいて、絶対値が１／２以下の成分を、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎ（|δｆｎ|≦１／２）と記載する。さらに、残りの整数部分を、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗ（δｆｗ＝０、±１、±２、±３…）と記載する。このとき、次式（８）が成立する。
【００４７】
【数８】
2007124416.tif 000013
【００４８】
（キャリア周波数誤差補正の従来技術）
キャリア周波数の誤差を補正する技術を開示する文献として、特許文献１がある。そこで、特許文献１のＯＦＤＭ復調装置について、図１１を参照して以下に説明する。
【００４９】
図１１に示すように、まず、Ａ／Ｄ変換器３８，４０が、ＢＢ信号のＩＱ成分の両方をデジタル信号化する。デジタル信号化されたＢＢ信号のＩ，Ｑ成分から、シンボル同期検出部５０内の相関器５３、５４において、複素相関を計算する。さらに、キャリア周波数誤差検出回路６１において、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎが検出される。
【００５０】
ＦＦＴ演算回路（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ）４３において、直交周波数分割多重変調信号の復調が行われる。また、キャリア周波数誤差検出回路７１において、ＦＦＴ演算回路出力信号より、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗが検出される。
【００５１】
キャリア周波数制御回路６２において、検出された狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎと、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗとが加算される。これにより、トータルでの全キャリア周波数誤差δｆが計算される。
【００５２】
全キャリア周波数誤差δｆを、Ｄ／Ａ変換器７５によってアナログ信号に変更する。また、アナログ局部発振回路３５によって、アナログ正弦波に変換する。さらに、アナログ乗算器３３，３４によって、アナログＢＢ信号にアナログ正弦波を乗算する。これにより、アナログＢＢ信号に含まれる全キャリア周波数誤差δｆを補正する。つまり、Ｄ／Ａ変換器７５、アナログ局部発振回路３５、およびアナログ乗算器３３，３４は、キャリア周波数誤差補正手段を構成している。
【００５３】
この様に、特許文献１は、Ａ／Ｄ変換器においてデジタル信号化される前の、アナログＢＢ信号の全キャリア周波数誤差δｆを、アナログ信号処理で補正している。一方、特許文献２では、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号化された後のデジタルＢＢ信号の全キャリア周波数誤差δｆをデジタル信号処理で補正している。
【非特許文献１】「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１  １．５版」、社団法人電波産業界、２００１年５月３１日初版策定、２００３年７月２９日１．５版改定
【非特許文献２】「地上デジタル音声放送用復調装置標準規格（望ましい仕様）ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３０  １．２版」、社団法人電波産業界、２００１年５月３１日初版策定、２００３年年７月２９日１．２版改定
【非特許文献３】算術演算のＶＬＳＩアルゴリズム  高木直史著  コロナ社  ２００５年
【特許文献１】特開平７−１４３０９７号公報（１９９５年６月２日公開）
【特許文献２】特開平８−１０２７７１号公報（１９９６年４月１６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５４】
特許文献１および特許文献２の技術では、同一のキャリア周波数誤差補正手段が、狭帯域キャリア周波数の誤差と、広帯域キャリア周波数の誤差との両方を、補正している。このような構成では、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループとが、混在してしまう。もし、各フィードバック・ループの応答時間が異なれば、ＯＦＤＭ復調装置全体における、キャリア周波数誤差の補正システム全体が不安定となる可能性が高い。
【００５５】
ＦＦＴは、バタフライ処理によって、加減乗除と複素乗算とを多数必要とするアルゴリズムである。たとえば、非特許文献１の技術におけるｍｏｄｅ３の１セグメント領域を復調するには、１０２４点ＦＦＴ演算回路が必要となる。この１０２４点ＦＦＴ演算回路は、複素乗算を約５０００回行う必要があるため、処理時間が長い。回路実装のやり方によっては、処理時間に数シンボル期間長を要する場合もある。また、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループにおける応答時間は、ＦＦＴ演算回路が演算に要する処理時間の分、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループにおける応答時間よりも、長くなる。
【００５６】
また、たとえば、全キャリア周波数誤差がδｆ＝３．５であるとすると、狭帯域キャリア周波数誤差と広帯域キャリア周波数誤差とには、次の２つの組み合わせがある。すなわち、δｆｗ＝３およびδｆｎ＝０．５の組み合わせと、δｆｗ＝４およびδｆｎ＝−０．５の組み合わせとである。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部が不安定であり、δθ＝π（δθ＝−πと等価）付近をふらつくと、δｆｎ＝±０．５付近をふらついてしまう。ここで、広帯域キャリア周波数誤差検出のフィードバック・ループにおける応答時間が長いため、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループとが連動しない。したがって、キャリア周波数誤差に追随できないという問題が発生する。
【００５７】
ミキサによってキャリア周波数誤差を補正するとき、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎを補正するには、低周波の複素平面波を生成すればよいので、容易に行える。しかし、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを補正するには、高周波の複素平面波を生成する必要が生じてくる。したがって、アナログ信号処理およびデジタル信号処理ともに、演算精度を確保する為に回路規模が大きくなる。このことは、消費電力を増大させる問題を引き起こす。
【００５８】
以上には、狭帯域キャリア周波数誤差補正システムが、フィードバック・ループに相当する例を場合について説明したが、同様の問題は、フィードフォワード・ループの場合であっても発生する。
【００５９】
本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャリア周波数誤差補正処理の安定性を向上させたＯＦＤＭ復調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００６０】
本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、上記の課題を解決するために、
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第１ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第１ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第２ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第２ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第３ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第２ベースバンド信号と上記第３ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第２ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第１ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第２ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第４ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第４ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第５ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第５ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴としている。
【００６１】
上記の構成によれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段は、遅延手段、相関演算手段、シンボル同期手段、および狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するための第１のフィードバック・ループを形成している。一方、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ガードインターバル除去手段、直交周波数分割多重復調手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、広帯域キャリア周波数誤差を補正するための第２のフィードバック・ループを形成している。
【００６２】
このように、ＯＦＤＭ復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、広帯域キャリア周波数誤差補正手段とが分離されている。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループとは独立して機能する。すなわち、たとえば、一方のループ処理に要する時間が、他方のループ処理に要する時間より長くても、他方のループ処理に影響を与えることがない。したがって、ＯＦＤＭ復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。
【００６３】
本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、上記の課題を解決するために、
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第１ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第１ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第２ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第１ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第３ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第１ベースバンド信号と上記第３ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第２ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第１ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第２ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第４ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第４ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第５ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第５ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴としている。
【００６４】
上記の構成によれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段は、遅延手段、相関演算手段、シンボル同期手段、および狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するためのフィードフォワード・ループを形成している。一方、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ガードインターバル除去手段、直交周波数分割多重復調手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、広帯域キャリア周波数誤差を補正するためのフィードバック・ループを形成している。
【００６５】
このように、ＯＦＤＭ復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、広帯域キャリア周波数誤差補正手段とが分離されている。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループと、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループとは独立して機能する。すなわち、たとえば、一方のループ処理に要する時間が、他方のループ処理に要する時間より長くても、他方のループ処理に影響を与えることがない。したがって、ＯＦＤＭ復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。
【００６６】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、さらに、
上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、
２πにガードインターバル比を乗じた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
上記位相回転回路は、各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することが好ましい。
【００６７】
上記の構成によれば、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ある特定の位相回転量の位相回転のみ行えばよい。したがって、任意の位相回転量の位相回転を行う位相回転回路に比べて、回路規模を小さくし、消費電力を少なくできる効果を奏する。さらに、ある特定の位相回転量の位相回転さえ行えばよいので、任意の位相回転量の位相回転を行う位相回転回路に比べて、演算精度を向上させることもできる。
【００６８】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、さらに、
上記位相回転回路は、さらに、上記位相回転量がπ／４より小さい位相回転処理を行うことが好ましい。
【００６９】
上記の構成によれば、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、複素平面波の公式を活用する。したがって、位相回転量をさらに減らすことができるため、回路規模をさらに小さくし、消費電力をさらに少なくできる効果を奏する。
【００７０】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、さらに、
上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、
上記複素相関の位相の絶対値がπである時に、上記狭帯域キャリア周波数誤差として、特定の狭帯域キャリア周波数誤差を得ることが好ましい。
【００７１】
数学的には、δθ＝πとδθ＝−πは、等価である。しかし、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、狭帯域キャリア周波数誤差を、それぞれδｆｎ＝０．５もしくは、δｆｎ＝−０．５と判定してしまうという不確定性が生じる。しかし、本構成では、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、検出した複素相関の位相がδθ＝πであるとき、たとえば、特定の狭帯域キャリア周波数誤誤差としてδｆｎ＝０．５を出力する。これにより、不確定性が無くなる。したがってＯＦＤＭ復調装置は、狭帯域キャリア周波数誤差補正処理と、広帯域キャリア周波数誤差補正処理とが、安定に行うことができる効果を奏する。なお、特定の狭帯域キャリア周波数誤誤差δｆｎは、−０．５でももよい。
【００７２】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、さらに、
上述した各手段を起動または停止させる起動手段をさらに備え、
上記起動手段は、
まず、上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させ、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を一度検出したあと、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させ、
上記起動手段が上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させたあとにおいて、上記狭帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、かつ、上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を補正することが好ましい。
【００７３】
上記の構成によれば、起動手段は、広帯域キャリア周波数誤差が検出されたあとに、広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させる。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するためのループ処理と、広帯域キャリア周波数誤差を補正するためのループ処理の両方が同時に起動している時間を、より短くできる。これにより、一方のループ処理が他方のループ処理に影響を与える確率がさらに減少するので、ＯＦＤＭ復調装置全体における周波数誤差補正処理を、より安定にできる効果を奏する。
【００７４】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、さらに、
上記起動手段は、
まず、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段および狭帯域キャリア周波数誤差補正手段を起動させ、つぎに、検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることが好ましい。
【００７５】
上記の構成によれば、起動手段は、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段によって検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、たとえば誤差の値がキャリア間隔の１／１００以下であるとき、広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させる。これにより広帯域キャリア周波数誤差検出手段は、狭帯域キャリア周波数誤差補正が完全に補正されたベースバンド信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する。したがって、ＯＦＤＭ復調装置全体の周波数誤差補正処理を、より安定にできる効果を奏する。
【００７６】
なお、上記ＯＦＤＭ復調装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記ＯＦＤＭ復調装置をコンピュータにおいて実現するＯＦＤＭ復調プログラム、およびそのＯＦＤＭ復調プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００７７】
以上のように、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正処理のループと、広帯域キャリア周波数誤差補正処理のループとが独立しているため、ＯＦＤＭ復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
本発明の実施の形態について、以下に説明する。
【００７９】
（基本原理：狭帯域キャリア周波数誤差検出）
シンボルｍサンプリング点ｎにおける複素ＢＢ信号Ｚ（ｍ，ｎ）と、シンボルｍサンプリング点（ｎ−Ｎ）における複素ＢＢ信号Ｚ（ｍ，ｎ−Ｎ）との複素相関ｃ（ｍ，ｎ）とは、次式を満たす。
【００８０】
【数９】
2007124416.tif 000014
【００８１】
キャリア周波数誤差δｆによって有効シンボル期間長（Ｎサンプリング点）当たりの位相誤差をδθとすると、次式が成立する。
【００８２】
【数１０】
2007124416.tif 000015
【００８３】
この時の複素ＢＢ信号Ｚ（ｍ、ｎ）とＺ（ｍ、ｎ−Ｎ）の関係は、次式を満たす。
【００８４】
【数１１】
2007124416.tif 000016
【００８５】
したがって、次式が成立する。
【００８６】
【数１２】
2007124416.tif 000017
【００８７】
ここで、ｒ（ｍ、ｎ）は、複素ＢＢ信号Ｚ（ｍ、ｎ）の振幅である。複素相関の位相を検出すれば、キャリア周波数誤差δｆによってシンボル期間長に生じた位相回転δθ、つまり、キャリア周波数誤差δｆを検出できる。ただし、δｆｗは整数（０、±１、±２、…）であるので、次式が成立する。
【００８８】
【数１３】
2007124416.tif 000018
【００８９】
そこで、式（１２）に式（１０）を代入すると、次式が成立する。
【００９０】
【数１４】
2007124416.tif 000019
【００９１】
したがって、複素相関を用いたキャリア周波数誤差検出では、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎの成分のみを検出できる。
【００９２】
（基本原理：広帯域キャリア周波数誤差検出）
つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出の基本原理を説明する。
【００９３】
ＦＦＴ演算回路の出力から、出力信号の振幅もしくは、振幅の自乗を計算すると、上述した表３に示す様に、データ、ＳＰ、ＴＭＣＣ、およびＡＣ１において、信号強度が異なる。さらにＴＭＣＣおよびＡＣ１は、非周期的にキャリア配置されている。したがって、ＳＰ、ＴＭＣＣ、およびＡＣ１のキャリア配置を検出できる。検出したキャリア配置と、ＤＣ成分が周波数０の時のＳＰ、ＴＭＣＣ、およびＡＣ１のキャリア配置との差が、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗに相当する。
【００９４】
（基本原理：キャリア周波数誤差補正）
つぎに、キャリア周波数誤差補正の基本原理について説明する。狭帯域キャリア周波数誤差検出部によって狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎが検出でき、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出部によって広帯域キャリア周波数誤差δｆｗが検出できれば、ＯＦＤＭ復調装置全体で、全キャリア周波数誤差δｆも検出したことになる。ここで、周波数が−δｆである複素平面波を、次式（１５）で表現する。
【００９５】
【数１５】
2007124416.tif 000020
【００９６】
全キャリア周波数誤差δｆが検出できれば、式（１５）に示す複素平面波を、式（８）によって示されるキャリア周波数誤差がδｆであるＢＢ信号Ｚ’（ｍ，ｎ）に乗じれば、キャリア周波数誤差を補正できる。そこで、補正後のＢＢ信号をＺ’’（ｍ，ｎ）とすると、次式が成立する。
【００９７】
【数１６】
2007124416.tif 000021
【００９８】
式（１６）より、真のＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）を抽出可能できる。
【００９９】
〔実施形態１〕
本発明の第１の本実施形態について、図１を参照して以下に説明する。ＯＦＤＭ復調装置２０の一構成例を、図１に示す。図１は、無線通信装置の構成を示すブロック図である。この図に示すように、アンテナ１、チューナー２、Ａ／Ｄ変換器３、デジタル直交検波部４（直交復調手段）、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５（狭帯域キャリア周波数誤差補正手段）、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６（狭帯域キャリア周波数誤差検出手段）、広帯域キャリア周波数誤差補正部７（広帯域キャリア周波数誤差補正手段）、ＦＦＴ演算回路８（直交周波数分割多重復調手段）、広帯域キャリア周波数誤差検出部９（広帯域キャリア周波数誤差検出手段）、および波形等化部１０を備えている。
【０１００】
本実施形態では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５および狭帯域キャリア周波数誤差検出部６が、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１を形成している。この狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１は、フィード・バック方式である。さらに、広帯域キャリア周波数誤差補正部７、ＦＦＴ演算回路８、および狭帯域キャリア周波数誤差検出部６が、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１２を形成している。この広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１２は、同じくフィード・バック方式である。これらの点については、後述する。
【０１０１】
図１において、アンテナ１は、通信路を通過してくるＯＦＤＭ信号を受信し、ＲＦ信号としてチューナ２に供給する。チューナ２に入力されたＲＦ信号は、ＩＦ信号に周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器３へ供給される。Ａ／Ｄ変換器３で入力されたＩＦ信号をデジタル化して、直交検波部４へ出力する。直交検波部４は、入力されたＩＦ信号をＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）に周波数変換する。
【０１０２】
（狭帯域キャリア周波数誤差補正部５）
つぎに、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５は、ＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）の狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）を生成して出力する。これにより、次式（１７）が成立する。
【０１０３】
【数１７】
2007124416.tif 000022
【０１０４】
式（１７）に示すように、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）には、広帯域キャリア周波数誤差が残留する。
【０１０５】
（狭帯域キャリア周波数誤差検出部６）
狭帯域キャリア周波数誤差検出部６は、所定の制御信号を狭帯域キャリア周波数誤差補正部５にフィードバックする。この制御信号は、上述した方法を用いて、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）の狭帯域キャリア周波数誤差を検出し、補正するための信号である。狭帯域キャリア周波数誤差補正部５が、たとえば、複素ＢＢ信号の位相回転回路によって構成される。このとき制御信号は、補正すべき位相回転量である。また、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５は、たとえば、複素乗算回路で構成される。このとき制御信号は、検出した狭帯域キャリア周波数δｆｎの符号を反転させた周波数で振動する複素平面波、もしくは、次式（１８）によって表現できる位相回転因子である。
【０１０６】
【数１８】
2007124416.tif 000023
【０１０７】
（広帯域キャリア周波数誤差補正部７）
広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）の広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、ＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）を生成し、ＦＦＴ演算回路８に出力する。このとき、次式（１９）が成立する。
【０１０８】
【数１９】
2007124416.tif 000024
【０１０９】
これによりＯＦＤＭ復調装置２０は、キャリア周波数誤差が補正された真のＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）を抽出できる。
【０１１０】
（ＦＦＴ演算回路８）
ＦＦＴ演算回路８は、ＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）のＯＦＤＭ変調を復調し、キャリア情報に相当するＸ３（ｍ、ｋ）を出力する。
【０１１１】
（広帯域キャリア周波数誤差検出部９）
広帯域キャリア周波数誤差検出部９は、所定の制御信号を、広帯域キャリア周波数誤差補正部７にフィードバックする。この制御信号は、上述した（基本原理：広帯域キャリア周波数誤差検出）において説明した方法を用いて、キャリア情報信号Ｘ３（ｍ、ｋ）の広帯域キャリア周波数誤差を検出し、補正するための信号である。
【０１１２】
広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、たとえば、複素ＢＢ信号の位相回転回路で構成される。このとき制御信号は、補正すべき位相回転量である。また、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、たとえば、複素乗算回路で構成される。このとき制御信号は、検出した狭帯域キャリア周波数δｆｗの符号を反転させた周波数で振動する複素平面波、もしくは式（１８）によって表される位相回転因子である。
【０１１３】
（波形等化部１０）
波形等化部１０は、ＳＰキャリア等を基準にして、通信路によるフェージング等の影響を除去した、キャリア情報信号Ｘ４（ｍ、ｋ）を出力する。ＯＦＤＭ復調装置２０は、この信号Ｘ４（ｍ、ｋ）を用いて、上述した周波数によってインターリーブ以降の処理を行えば、ＴＳＰ信号を出力できる。
【０１１４】
（作用効果）
以上の構成のＯＦＤＭ復調装置２０では、図１に示すように、狭帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１１と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１２とが、独立して構成される。したがって、狭帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１１の応答時間と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１２の応答時間とが異なっても、各フィードバック・ループは、独立に安定して動作する。これにより、全キャリア周波数誤差δｆの補正を、ＯＦＤＭ復調装置２０の全体において安定して行える。
【０１１５】
〔実施形態２〕
本発明に係る第２の実施形態について、図２を参照して以下に説明する。
【０１１６】
図２に示すＯＦＤＭ復調装置２０は、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６および広帯域キャリア周波数誤差補正部７が、フィードフォワード・ループ１３を形成している。この点以外は、基本的に、図１に示す構成と同一である。
【０１１７】
上述したように、図１に示す狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５が出力するＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）から、狭帯域キャリア周波数誤差を検出する。これにより、ＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）を補正する。
【０１１８】
一方、図２に示す狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループ１３では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部６は、直交検波部４の出力ＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）から、狭帯域キャリア周波数誤差を検出する。これにより狭帯域キャリア周波数誤差検出部６は、ＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）を補正している。この様なフィードフォワード型のループにおいても、狭帯域キャリア周波数誤差を補正できる。ＢＢ信号以降の処理は、上述した実施形態１と同様である。
【０１１９】
本実施形態のＯＦＤＭ復調装置２０においても、第１の実施形態と同様に、狭帯域周波数誤差補正フィードフォーワード・ループ１３と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１２とが、独立に構成されている。したがって、狭帯域周波数誤差補正フィードフォーワード・ループ１３の応答時間と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ１２の応答時間とが異なっても、各フィードバック・ループは、独立に安定して動作する。これにより、ＯＦＤＭ復調装置２０全体において、全キャリア周波数誤差δｆの補正を安定して行える。
【０１２０】
〔実施形態３〕
本発明に係る本実施形態について、以下に説明する。
【０１２１】
本実施形態のＯＦＤＭ復調装置２０は、上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎによるＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）の位相回転については、第１の実施形態と同様に完全に除去する。しかし、ＢＢ号Ｚ２（ｍ、ｎ）に残留する広帯域キャリア周波数誤差δｆｗによる位相回転については、第１の実施形態の様には、完全に除去しない。
【０１２２】
以下の説明における位相の基準として、シンボルｍ＝０サンプリングｎ＝０における各キャリア周波数誤差による位相回転は０であるとする。すなわち、Ｚ’（０，０）＝Ｚ０（０，０）が成立する。
【０１２３】
（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第１の例）
以下では、伝送シンボルにＧＩ期間が無く、ＯＦＤＭ復調装置２０が受信したＯＦＤＭ変調波が有効シンボル期間のみで構成されている例を説明する。
【０１２４】
上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５は、ＢＢ信号Ｚ１（ｍ、ｎ）の狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正する。このときの狭帯域キャリア周波数誤差補正部５の出力信号ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）は、式（１７）を満たす。
【０１２５】
残留した広帯域キャリア周波数誤差δｆｗによって生じる位相回転の例を、図３に示す。図３は、ＧＩ期間が挿入されないＯＦＤＭ波における、キャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。この図では、狭帯域キャリア周波数誤差補正前の位相回転を、実線２１１に示す。一方、狭帯域キャリア周波数誤差補正後の位相回転を、実線２１２に示す。
【０１２６】
しかし、図３の実線２１２において、各シンボル先頭の位相回転量は、２πの整数倍である。つまり、シンボル先頭の位相回転因子は、常に次式（２０）を満たす。
【０１２７】
【数２０】
2007124416.tif 000025
【０１２８】
したがって、ＯＦＤＭ復調装置２０は、ＯＦＤＭ復調を正しく行うことができる。実際、広帯域キャリア周波数誤差補正部７が何も処理をせず、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）をそのままＦＦＴ演算回路８に入力すると、次式（２１）が成立する。
【０１２９】
【数２１】
2007124416.tif 000026
【０１３０】
ここで、Ｘ０（ｍ、ｋ）は、真のＢＢ信号Ｚ０（ｍ、ｎ）の各キャリア情報である。このとき、キャリア配列は、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗだけシフトする。しかし、元のキャリア情報Ｘ０（ｍ、ｋ）は抽出できる。すなわち、図３の実線２１３に示すように、全キャリア周波数誤差を補正する必要はなく、実線２１２に示すように、狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正すればよい。すなわち、ＦＦＴ演算回路８の出力から情報を取り出すキャリア番号を、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗだけシフトさせれば、元のキャリア情報を抽出できる。
【０１３１】
（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第２の例）
伝送シンボルにＧＩ期間が挿入されると、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎによって、ＧＩ期間中においても位相回転が発生する。狭帯域キャリア周波数誤差補正後のＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）の狭帯域キャリア周波数誤差による位相回転は、式（１７）ではなく、式（２２）を満たす。
【０１３２】
【数２２】
2007124416.tif 000027
【０１３３】
また、式（２２）において、次式（２３）が成立する。
【０１３４】
【数２３】
2007124416.tif 000028
【０１３５】
この式における左辺は、ＧＩ期間中の位相回転量を表す（図４の実線２１７に相当）。
【０１３６】
この場合の位相回転を、図４に示す。図４は、ＧＩ期間が挿入されるＯＦＤＭ波における、キャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。この図に実線２１４によって示す位相回転は、狭帯域キャリア周波数誤差のみの補正によって、実線２１５によって示す位相回転に変更される。各有効シンボル先頭における広帯域キャリア周波数誤差による位相回転量は、ＧＩ期間が無い場合とは異なり、２πθＧＩの整数倍となる。この場合、広帯域キャリア周波数誤差補正部７が何も処理をせず、ＢＢ信号をＦＦＴ演算回路８にそのまま出力すると、ＦＦＴ演算回路８はＯＦＤＭ復調を正しく行うことができない。
【０１３７】
もし、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）をＦＦＴ演算回路に入力すると、次式が成立する。
【０１３８】
【数２４】
2007124416.tif 000029
【０１３９】
この式から、キャリア番号がシフトするだけでなく、位相もシンボルごとに回転してしまうことが分かる。
【０１４０】
ところで、（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第１の例）と、（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第２の例）とでは、違いは、伝送シンボルにおけるＧＩ期間の有無である。すなわち、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）に、さらに、式（２０）によって表される位相回転因子が付加されるか否かが異なる。したがって、式（２４）に示すＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）から、式（２０）位相回転因子を除去すれば、（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第１の例）において説明した方法を、そのまま適用できる。
【０１４１】
そこで、ＯＦＤＭ復調装置２０は、以下の構成であってもよい。すなわち、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１における広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）の位相を、位相回転量φ（ｍ）だけ位相回転する。シンボルｍの位相回転量φ（ｍ）は、φ（ｍ）＝ーｍθＧＩである。さらに、この位相回転量φ（ｍ）は、ＧＩ期間中に変更され、有効シンボル期間中は、常に一定の値である。位相回転量を変更するタイミングは、ＧＩ期間中であれば、どこでもよい。
【０１４２】
図５の実線２１８に示すＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）の広帯域キャリア周波数誤差による位相回転は、位相回転量φ（ｍ）の補正によって、図５の実線２１９に示す様になる。この実線２１９では、各有効シンボル先頭のＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）の位相回転量は、２πの整数倍である。
【０１４３】
また、各シンボルの有効シンボル期間中のＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）は、式（１７）と完全に一致する。ただし、ＧＩ期間中では、位相回転量の変更があるため、式（１７）とは異なる。なお、ＦＦＴ演算回路８は、有効シンボル期間のＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）のみを処理するので、このことは特に問題ではない。
【０１４４】
これにより、（狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第１の例）において説明した方法により、ＦＦＴ演算回路８は、ＢＢ信号Ｚ３（ｍ、ｎ）から元のキャリア情報Ｘ０（ｍ、ｋ）を抽出できる。この様に、ＯＦＤＭ復調装置２０は、狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正し、広帯域キャリア周波数誤差を取り除けない場合でも、角度が式（２３）である位相回転因子を除去すればよい。これにより、ＦＦＴ演算回路８の出力から情報を取り出すためのキャリア番号を、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗだけシフトさせれば、元のキャリア情報を抽出できる。
【０１４５】
広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、次式（２５）によって表される位相回転量を単位とする位相回転のみを行えばよい。
【０１４６】
【数２５】
2007124416.tif 000030
【０１４７】
たとえば、非特許文献１の様な規格で定められているＧＩ比ｇの最小値がｇ＝１／１６である場合には、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、位相回転量が次式（２６）を満たす位相回転処理を行えばよい。
【０１４８】
【数２６】
2007124416.tif 000031
【０１４９】
この様に、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、ある特定の位相回転のみを行えばよい。したがって、任意位相の回転回路を構成する場合に比べて、回路規模が小さくできる。
【０１５０】
たとえば、非特許文献３には、任意の位相回転を行う方法としてＣＯＲＤＩＣ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）法が開示されている。この方法は、複素ＢＢ信号Ｚ＝Ｉ＋ｊＱの任意の各θだけ、位相回転を近似的に行うものである。ＣＯＲＤＩＣ法によって１２ビットの演算精度を確保するためには、１２ビット分の全加算回路が必要である。さらに、入力ＢＢ信号に対してリアルタイム処理を行うためには、ＣＯＲＤＩＣ回路を、内部動作クロック周波数が入力信号レートの１２倍以上である回路、または、１２段のパイプライン処理を行う回路によって構成する必要がある。特に、１２段のパイプライン処理を行うためには、少なくとも３×１２×１２≒４３０個のフリップ・フロップと、１２×３個の全加算回路が必要になる。この様に、ＣＯＲＤＩＣ回路による任意回転回路は、回路規模が大きくなる問題がある。
【０１５１】
一方、特定の角度θのみを位相回転する場合には、次式（２７）に示す演算処理を行う回路を実装すればよい。
【０１５２】
【数２７】
2007124416.tif 000032
【０１５３】
たとえば、θ＝π／６の場合には、次式（２８）が成立する。
【０１５４】
【数２８】
2007124416.tif 000033
【０１５５】
１／２の乗算は、１ビットシフトで実装可能である。一方、√３／２の乗算は、無理数であるため扱いが面倒であるが、次式（２９）のように近似すれば、９個のビットシフタと８個の加算器だけで１２ビットの演算精度が確保できる。
【０１５６】
【数２９】
2007124416.tif 000034
【０１５７】
また、式（２９）のビット幅を増やせば、さらに演算精度を向上させることができる。θ＝π／６以外の式（２６）の位相回転についても、同様の方法によって、他の位相回転量の位相回転器も構成可能である。
【０１５８】
以上より、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、図６に示す様に、位相回転器３１１ａ〜３１１ｏと、セレクタ３１２によって、構成可能である。図６の回路は、リアルタイム処理が可能であるにもかかわらず、ＣＯＲＤＩＣ回路に比べて、大幅に低い消費電力によって動作できる。したがって、ＯＦＤＭ復調装置２０の消費電力を大幅に減らすことができる。
【０１５９】
〔実施形態４〕
本発明に係る第４の実施形態について、以下に説明する。
【０１６０】
第３の実施形態において説明した広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、本実施形態のように、より小さな回路で構成できる。たとえば、ＧＩ比がｇ＝１／１６の場合の式（２６）の位相回転において、ｎ＝５であるとき、次式（３０）が成立する。
【０１６１】
【数３０】
2007124416.tif 000035
【０１６２】
そこで、θ＝π／８回転を行い、その後にＩ成分とＱ成分を交換して、Ｑ成分の符号を反転すれば、全体としてθ＝５π／８回転の処理が可能となる。
【０１６３】
この具体的な例を一般化すると、複素平面波ｅｘｐ（ｊθ）は、次式（３１）を満たす。
【０１６４】
【数３１】
2007124416.tif 000036
【０１６５】
したがって、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、０≦θ≦２πの任意の位相回転器ではなく、位相回転量が０≦θ≦π／４を満たす位相回転器によって、構成できる。たとえば、ＧＩ比がｇ＝１／１６の場合の広帯域キャリア周波数誤差補正部７を、図７に示す。図７は、ＧＩ比がｇ＝１／１６の場合の広帯域キャリア周波数誤差補正部７を示すブロック図である。
【０１６６】
図７に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、位相回転器３１１ａ〜３１１ｂと、Ｉ成分とＱ成分を交換する手段３１３と、Ｉ成分の符号を交換する手段３１４と、Ｑ成分の符号を交換する手段３１５と、セレクタ３１２とによって構成されている。この構成により、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、位相回転量が式（２６）を満たす位相回転を行うことができる。
【０１６７】
図７に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部７の構成と、図６に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部７の構成とでは、基本的な機能は同一である。しかし、図７に示す構成は、図６の構成に比べて大幅に少ない位相回転器を備えているので、回路規模が小さくなり、消費電力をより一層、低減できる。
【０１６８】
〔実施形態５〕
上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差は、式（９）に示す複素相関の位相から検出できる。ところで、たとえば、ｃ（ｍ、ｎ）の値がＣ（ｍ，ｎ）＝−１を満たすとき、この複素相関の位相は、φ＝＋πであるとも、φ＝−πであるとも言える。複素平面を考えると等価な角度であるので、数学的には、どちらでも問題ない。
【０１６９】
しかし、式（１０）から狭帯域キャリア周波数誤差を検出するので、φ＝＋πの時には、δｆｎ＝＋０．５となり、φ＝−πの時には、δｆｎ＝−０．５となる。すなわち、検出するキャリア周波数誤差が１キャリア分も異なるという大きな問題が発生する。
【０１７０】
ＯＦＤＭ復調装置２０が、どちらを採用するかによって、広帯域キャリア周波数誤差補正に影響を与える。上述したように、一般に、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループは、ＦＦＴ演算回路を含んでいる。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループよりも応答時間が長い。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６が、この様な周波数誤差検出の不確定性を持つ問題が生じてしまう。
【０１７１】
そこで、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６は、複素相関の位相の絶対値がπであるときに、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎとして、δｆｎ＝＋０．５もしくは、δｆｎ＝−０．５のいずれか一方を出力することが好ましい。これによって、狭帯域キャリア周波数誤差の不確定性が解消する。すなわち、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループが、安定して機能する。
【０１７２】
〔実施形態６〕
図１に示す構成において、ＯＦＤＭ復調装置２０は、さらに、上述した各部材を起動または停止させるための、図示しない起動部を備えている。ここで、本実施形態のＯＦＤＭ復調装置２０では、起動部は、まず、チューナー２、Ａ／Ｄ変換器３、直交検波部４、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５、狭大域キャリア周波数誤差検出部６、広帯域キャリア周波数誤差補正部７、ＦＦＴ演算回路８、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を起動する。つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出部９は、一度、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを検出したとき、広帯域キャリア周波数誤差補正部７に広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを出力する。これにより起動部は、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を停止する。その後、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、検出した広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを常に補正する。
【０１７３】
広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、誤差の補正を行うが、広帯域キャリア周波数誤差検出部９は、誤差の検出を行わない。これにより、広帯域キャリア周波数誤差補正は、フィードバック・ループを形成しなくなる。すなわち、狭帯域キャリア周波数誤差補正制御と、広帯域キャリア周波数誤差補正制御とにおいて、両方のフィードバック・ループが有効になるのは、広帯域キャリア周波数誤差検出部９が起動しているときのみとなる。これにより、２つの異なるフィードバック・ループが両方ともに起動している時間が短くなるので、ＯＦＤＭ復調装置全体におけるキャリア周波数誤差補正処理が、さらに安定に行われる。
【０１７４】
ところで、ＯＦＤＭ復調装置２０では、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を停止したあとに、キャリア周波数誤差が変動した場合には、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１によって、その誤差に追随する。キャリア周波数誤差の変動が、キャリア間隔の半分以内であれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１によって追随できる。そこで、ＯＦＤＭ復調装置２０全体で、キャリア周波数誤差補正処理を安定して行うことができる。
【０１７５】
さらに、キャリア周波数誤差の変動が、キャリア間隔の半分より大きくても、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１で追随できるときがある。そこで、キャリア周波数誤差δｆの時間変動の例を図８に示す。図８は、キャリア周波数誤差の変動の一例を示す図である。
【０１７６】
図８における実線３５０に示す様に、キャリア周波数誤差の変化量は、長い時間では、キャリア間隔の半分を超えている。ここで、１シンボル期間長当たりでは、変化量がキャリア間隔の半分以下である場合を以下に説明する。このとき、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１によって、キャリア周波数誤差の変動に追随できる。
【０１７７】
上述したように、複素相関の位相から、絶対値がキャリア間隔の半分以内である狭帯域キャリア周波数誤差を検出できる。ＯＦＤＭ復調装置２０は、複素相関を、毎シンボル検出する。したがって、１シンボル期間長当たりのキャリア周波数誤差の変化量が、キャリア間隔の半分以内であれば、毎シンボル変動分を正しく検出できる。さらに、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１では、狭帯域キャリア周波数誤差補正後のＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）から狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎを検出する。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６、または、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５において、検出した狭帯域キャリア周波数誤差を積分する積分回路を備えている。
【０１７８】
長い時間にわたって、キャリア周波数誤差の変化量がキャリア間隔の半分を超えたとしても、各シンボルで変化量を正しく検出し、検出した値の積分を行えば、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１は、この変動に追随できる。すなわち、図８の実線３５０に閉めすキャリア周波数誤差の変動には、追随できる。一方、図８の実線３５１に示すように、キャリア周波数誤差の変動が、１シンボル期間長当たり、キャリア間隔の半分を超える場合には、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１は、この変動に追随できない。
【０１７９】
ＯＦＤＭ復調装置２０を実際に使用する環境において、ＯＦＤＭ復調装置２０の起動後に、キャリア周波数誤差が変動する原因は、いくつかある。たとえば、起動中に、チューナーＬＳＩ内部の温度が上昇し、周波数変換用の局部発振器の周波数が変動することが、一つの原因である。しかし、その周波数変動は、ミリ秒程度のオーダーの１有効シンボル期間長に比べて、十分長い時間で、数１０から数１０００ｐｐｍ程度である。この局部発振周波数の変動によるキャリア周波数誤差の変動は、１有効シンボル期間長当たりキャリア間隔の半分よりも小さい。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１は、上述したように、キャリア周波数誤差変動の追随性を有すれば、ＯＦＤＭ復調装置２０を実際に使用するとき、特に問題は発生しない。
【０１８０】
〔実施形態７〕
本実施形態におけるＯＦＤＭ復調装置２０も、図１に示す各構成に加えて、上述した起動部をさらに備えている。起動部は、特定の収束条件を設定する。この収束条件は、ＯＦＤＭ復調装置２０におけるシステム全体の安定性や応答性を考慮したものである。たとえば起動部は、収束条件として、狭帯域キャリア周波数誤差がキャリア間隔の１／１００程度以下になることという条件を設定する。
【０１８１】
本実施形態では、起動部は、まず、チューナー２、Ａ／Ｄ変換器３、直交検波部４、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５、狭帯域キャリア周波数誤差検出部６、およびＦＦＴ演算回路８を起動する。
【０１８２】
つぎに、第６の実施形態とは異なり、起動部は、この段階では、広帯域キャリア周波数誤差補正部７、および広帯域キャリア周波数誤差検出部９を起動しない。そして、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１を起動した後、検出した狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎを、常にモニタリングする。このとき起動部は、狭帯域キャリア周波数誤差δｆｎが上述した収束条件を満たしたとき、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ１１が安定になったと判断する。そこでＯＦＤＭ復調装置２０の起動部は、広帯域キャリア周波数誤差補正部７、および、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を起動する。
【０１８３】
つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出部９は、一度、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを検出したら、広帯域キャリア周波数誤差補正部７に、広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを出力する。さらに、ＯＦＤＭ復調装置２０は、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を停止する。その後、広帯域キャリア周波数誤差補正部７は、検出した広帯域キャリア周波数誤差δｆｗを常に補正する。
【０１８４】
第６の実施形態において説明した制御方法では、ＢＢ信号Ｚ２（ｍ、ｎ）に狭帯域キャリア周波数誤差が残っている状態において、広帯域キャリア周波数誤差検出部９が起動してしまう可能性がある。このとき、ＯＦＤＭ復調装置２０全体のキャリア周波数誤差補正の安定性に、問題が残る。しかし、本実施形態のように、狭帯域キャリア周波数誤差をほぼ０とみなせる状態において、広帯域キャリア周波数誤差検出部９を起動すれば、安定性の問題を完全に無くすことができる。
【０１８５】
以上のように、ＯＦＤＭ復調装置２０は、キャリア周波数誤差を、全体において、安定に補正する。これにより、ＢＢ信号を処理するときにおける不安定性を原因として生じる誤りが無くなる。したがって、たとえば、非特許文献１の様なＯＦＤＭ変調方式によるテレビジョン放送を安定して復調できる。
【０１８６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１８７】
（その他の構成）
なお、本発明は、以下に示す構成とすることもできる。
【０１８８】
（第１の構成）
有効シンボルと該有効シンボルの一部分と同一内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波が入力され、
前記直交変調波からベースバンド信号１を得る直交復調手段と、
狭帯域キャリア周波数誤差に基づいて、前記ベースバンド信号１の狭帯域キャリア周波数誤差を補正してベースバンド信号２を出力する狭帯域キャリア周波数補正手段１と、
前記ベースバンド信号２を有効シンボル期間だけ遅延させてベースバンド信号３を出力する遅延手段と、
前記ベースバンド信号２と前記ベースバンド信号３との複素相関を求める相関演算手段と、
前記複素相関の振幅に基づいて前記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を発生するシンボル同期部と、
前記複素相関の位相に基づいて前記ベースバンド信号２の狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、 
前記シンボル同期信号に従って前記ベースバンド信号２からガードインターバルを除去してベースバンド信号４を出力する有効シンボルを抽出する手段と、
前記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された前記ベースバンド信号４を復調して復調信号を出力する直交周波数分割多重復調手段と、
前記復調信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記広帯域キャリア周波数誤差に基づいて所望帯域外のキャリア成分を除去して有効キャリアを抽出する手段とを、具備したことを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１８９】
（第２の構成）
有効シンボルと該有効シンボルの一部分と同一内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波が入力され、
前記直交変調波からベースバンド信号１を得る直交復調手段と、
狭帯域キャリア周波数誤差に基づいて、前記ベースバンド信号１の狭帯域キャリア周波数誤差を補正してベースバンド信号２を出力する狭帯域キャリア周波数補正手段１と、
前記ベースバンド信号１を有効シンボル期間だけ遅延させてベースバンド信号３を出力する遅延手段と、
前記ベースバンド信号１と前記ベースバンド信号３との複素相関を求める相関演算手段と、
前記複素相関の振幅に基づいて前記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を発生するシンボル同期部と、
前記複素相関の位相に基づいて前記ベースバンド信号１の狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、 
前記シンボル同期信号に従って前記ベースバンド信号２からガードインターバルを除去してベースバンド信号４を出力する有効シンボルを抽出する手段と、
前記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された前記ベースバンド信号４を復調して復調信号を出力する直交周波数分割多重復調手段と、
前記復調信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記広帯域キャリア周波数誤差に基づいて所望帯域外のキャリア成分を除去して有効キャリアを抽出する手段とを、具備したことを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１９０】
（第３の構成）
第１から第２の構成にＯＦＤＭ復調装置であって、
前記キャリア周波数補正手段２は２πにガードインターバル比をかけた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
前記位相回転回路は各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１９１】
（第４の構成）
第３の構成ＯＦＤＭ復調装置であって、
前記位相回転回路は２πにガードインターバル比をかけた位相回転量を単位とし、かつ位相回転量がπ／４より小さい位相回転処理を行う位相回転器で構成することを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１９２】
（第５の構成）
第１から第４のいずれかに構成に記載のＯＦＤＭ復調装置であって、
狭帯域キャリア周波数誤差検出手段が、検出した前記複素相関の位相の絶対値がπである時に、狭帯域キャリア周波数誤差として特定の狭帯域キャリア周波数誤差１を出力する様に具備する
ことを特徴とする請求項１から４記載のＯＦＤＭ復調装置。
【０１９３】
（第６の構成）
第１から第４のいずれかに構成に記載のＯＦＤＭ復調装置であって、
前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と前記キャリア周波数補正手段１と前記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動し、
広帯域キャリア周波数誤差を一度検出した後に前記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止し、
前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段によって検出した狭帯域キャリア周波数誤差を前記キャリア周波数補正手段１で補正し、
前記キャリア周波数補正手段２によって検出した前記広帯域キャリア周波数誤差を補正することを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１９４】
（第７の構成）
第６の構成記載のＯＦＤＭ復調装置であって、
まず前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と前記キャリア周波数補正手段１を起動し、
つぎに検出した狭帯域キャリア周波数誤差が条件１を満たしたら広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【０１９５】
（プログラムおよび記録媒体）
最後に、ＯＦＤＭ復調装置２０に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１９６】
`すなわち、ＯＦＤＭ復調装置２０は、各機能を実現するＯＦＤＭ復調プログラムの命令を実行するＣＰＵ、このＯＦＤＭ復調プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、上記ＯＦＤＭ復調プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、上記ＯＦＤＭ復調プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても、達成できる。
【０１９７】
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアであるＯＦＤＭ復調装置２０のＯＦＤＭ復調プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。ＯＦＤＭ復調装置２０に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしてのＯＦＤＭ復調装置２０（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
`  プログラムコードをＯＦＤＭ復調装置２０に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわち、この記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。
【０１９８】
また、ＯＦＤＭ復調装置２０を、通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介してＯＦＤＭ復調装置２０に供給する。この通信ネットワークは、ＯＦＤＭ復調装置２０にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
【０１９９】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
本発明は、ＯＦＤＭ方式によって送信されるＯＦＤＭ波を復調し、テレビ信号等を得るＯＦＤＭ復調装置として、幅広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＧＩ期間が挿入されないＯＦＤＭ波における、キャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。
【図４】ＧＩが挿入されるＯＦＤＭ波におけるキャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。
【図５】広帯域キャリア周波数誤差補正処理の一例を示す図である。
【図６】広帯域キャリア周波数誤差補正部の一例を示す図である。
【図７】ＧＩ比がｇ＝１／１６の場合の広帯域キャリア周波数誤差補正部７を示すブロック図である。
【図８】キャリア周波数誤差の変動の一例を示す図である。
【図９】ＯＦＤＭ変調波の伝送シンボルの一例を示す図である。
【図１０】非特許文献２におけるＯＦＤＭ復調装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】特許文献１におけるＯＦＤＭ復調装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２０２】
１  アンテナ
２  チューナー
３  Ａ／Ｄ変換器
４  デジタル直交検波部（直交復調手段）
５  狭帯域キャリア周波数誤差補正部（狭帯域キャリア周波数誤差補正手段）
６  狭帯域キャリア周波数誤差検出部（狭帯域キャリア周波数誤差検出手段）
７  広帯域キャリア周波数誤差補正部（広帯域キャリア周波数誤差補正手段）
８  ＦＦＴ演算回路（直交周波数分割多重復調手段）
９  広帯域キャリア周波数誤差検出部（広帯域キャリア周波数誤差検出手段）
１０  波形等化
１１  狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ
１２  広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ
１３  狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループ
３２  ＢＰＦ
３３、３４  乗算器
３５  局部発振器
３６  ９０°移相器
３７、３９  ＬＰＦ
３８、４０  Ａ／Ｄ変換器
４１  ガード期間除去回路
４５  ＯＦＤＭ復調部
５０  シンボル同期検出部
５１、５２  遅延回路
５３、５４  相関器
５５  ガードタイミング検出回路
６０  キャリア同期検出部
６１、７１、７２  キャリア周波数誤差検出回路
６２、７３  キャリア周波数制御回路
７４  加算器
７５  Ｄ／Ａ変換器
７６  クロック誤差検出回路
７７  クロック制御回路
７９  局部発振器
８０  タイミング回路  
１００  従来のＯＦＤＭ  復調装置、
１０１  アンテナ
１０２  チューナ
１０３  バンドパスフィルタ
１０４  Ａ／Ｄ変換回路
１０５  ＤＣキャンセル回路
１０６  デジタル直交復調回路
１０７  ＦＦＴ演算回路
１０８  フレーム抽出回路
１０９  同期回路
１１０  キャリア復調回路
１１１  周波数デインタリーブ回路
１１２  時間デインタリーブ回路
１１３  デマッピング回路
１１４  ビットデインタリーブ回路
１１５  デパンクチャ回路
１１６  ビタビ回路
１１７  バイトデインタリーブ
１１８  拡散信号除去回路
１１９  ストリーム生成回路
１２０  ＲＳ複合回路
１２１  伝送制御情報復号回路
１２２  チャンネル選択回路
２０１  有効シンボル期間
２０２  ガードインターバル期間
２０３  シンボル期間
２１１〜２１６  キャリア周波数誤差による位相回転
２１７  ＧＩ期間中の位相回転量
２１８〜２１９  キャリア周波数誤差による位相回転
３１１ａ〜３１１ｏ  位相回転器
３１２  セレクタ
３１３  Ｉ成分Ｑ成分交換手段
３１４  Ｉ成分符号反転
３１５  Ｑ成分符号反転手段
３５０  キャリア周波数誤差の変動の一例
３５１  キャリア周波数誤差の変動の一例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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